11.2 Безопасность цифровой транковой связи ( система tetra) Что такое транковая радиосистема?
Транковые радиосистемы - это системы подвижной радиосвязи, которые основаны на тех же принципах, что и обычные телефонные сети. Иными словами, в системе транковой радиосвязи имеется ограниченное число радиоканалов (как правило, от двух до двадцати), которые по мере надобности выделяются центральным контроллером для ведения переговоров.
Рис.2. В транковых радиосистемах абонент запрашивает разрешение на разговор, а центральный контроллер (состоящий из нескольких репитеров) выделяет канал, по которому можно вести разговор.
В обычных системах радиосвязи пользователю приходится вручную перенастраиваться на свободный радиоканал, в системах транковой связи эту работу берёт на себя центральный контроллер, который сам выделяет двум радиостанциям свободный канал. Таким образом, пользователю нужно просто набрать номер вызываемого абонента, остальное система сделает сама. Транковой системе можно дать следующее определение: Автоматическое и динамическое распределение небольшого числа каналов среди большого числа радиопользователей.
Области применения систем транковой радиосвязи.
Теперь, зная основные принципы работы транковых систем, поговорим немного об областях их применения и преимуществах использования. Области применения - крупные коммерческие и государственные организации, например службы автоинспекции, различные ремонтные службы, компании, специализирующиеся в области промышленного альпинизма (обслуживание высотных зданий) и так далее. Систему транковой связи можно развернуть как в крупном городе, так и в удалённом, малонаселённом пункте, что особенно актуально в условиях нашей страны. Транковые системы эффективно используют полосу выделенных им частот, обеспечивают высокий уровень конфиденциальности (существуют даже средства, позволяющие кодировать речь в процессе её передачи), надёжны, предоставляют большое количество сервисных функций. Наконец, чуть ли не самым большим их достоинством является то, что организация может сама стать владельцем системы транковой радиосвязи, избавляя себя от абонентской платы и платы за траффик.
Tetra-цифровая транкинговая система радиосвязи.
Стандарт TETRA создавался Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (European Telecommunications Standards Institute, ETSI) как единый общеевропейский стандарт цифровой транкинговой радиосвязи. До апреля 1997 г. аббревиатура TETRA означала Трансевропейское транкинговое радио (Trans-Eupopean Trunked RAdio). Впоследствии, когда интерес к стандарту TETRA вышел за пределы Европы, смысл аббревиатуры TETRA изменился и стал расшифровываться как Наземное Транкинговое Радио (TErresstrial Trunked RAdio).
Основные характеристики:
Cтандарт TETRA является открытым стандартом, что привлекает большое количество производителей оборудования. Разработка стандарта TETRA проходит в рамках образованной в 1994 году ассоциации "Меморандум о взаимопонимании и содействии стандарту TETRA" (TETRA MoU), куда в настоящее время входит 85 организации из 29 стран мира, в том числе такие производители оборудования как: MOTOROLA, NOKIA, KENWOOD, ICOM, OTE, TAIT, ROHDE&SCHWARZ, TELTRONIC, CLEARTONE, UNIDEN, MARCONI INSTRUMENTS, ETELM и многие другие.
Радиоинтерфейс стандарта TETRA предполагает работу в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц. Необходимый минимальный дуплексный разнос радиоканалов — 10 Мгц. Для систем стандарта TETRA могут использоваться диапазоны частот от 150 до 900 МГц, однако реально в странах Европы за службами безопасности закреплены диапазоны 380-385/390-395 МГц, а для коммерческих организаций предусмотрены диапазоны 410-430/450-470 МГц и 870-876/915-921 МГц.
Важным фактором привлекательности стандарта TETRA для правоохранительных органов является тщательно разработанная система обеспечения безопасности связи. Стандарт TETRA обеспечивает два уровня безопасности передаваемой информации: стандартный уровень, использующий шифрование радиоинтерфейса (обеспечивается уровень защиты информации, аналогичный системе сотовой связи GSM); высокий уровень, использующий сквозное шифрование (от источника до получателя).
Средства защиты радиоинтерфейса стандарта TETRA включают механизмы аутентификации абонента и инфраструктуры, обеспечения конфиденциальности трафика за счет потока псевдоимен и специфицированного шифрования информации. Определенная дополнительная защита информации обеспечивается возможностью переключения информационных каналов и каналов управления в процессе ведения сеанса связи.
Более высокий уровень защиты информации является уникальным требованием специальных групп пользователей. Сквозное шифрование обеспечивает защиту речи и данных в любой точке линии связи между стационарными и мобильными абонентами. Стандарт TETRA задает только интерфейс для сквозного шифрования, обеспечивая тем самым возможность использования оригинальных алгоритмов защиты информации.
Режимы
работы в стандарте TETRA: 
Режим «прямой» связи обеспечивает функционирование радиостанций как в зоне действия транковой системы, так и вне ее. При нахождении абонентов в пределах «радиовидимости» работа в режиме «прямой» связи позволяет снизить нагрузку на систему (так как базовая станция не участвует в передаче сигналов). Возможность автономной работы позволяет также обеспечивать связью абонентов при полном повреждении базового оборудования или при проведении мероприятий на выезде. Дальность связи в этом случае зависит только от физических принципов распространения радиоволн.
Р
ежим
«мобильного ретранслятора» позволяет
расширить зону действия радиостанций
как в режиме «транковой» связи, так и
при работе без участия базы. В этом
режиме одна из автомобильных радиостанций
становится временным ретранслятором
для удаленных абонентов. Причем, находясь
в режиме ретрансляции, сама радиостанция
остается в работе (возможен прием и
посылка вызовов).
При нахождении
радиостанции как в режиме «прямой»
связи, так и «мобильного ретранслятора»
она сохраняет возможность принимать
вызовы от транковой системы и наоборот,
находясь в транке, продолжает «прослушивать»
каналы по которым могут пройти прямые
запросы (режим Dual Watch – двойной
просмотр).
Транковый
режим: возможность
«прямой» связи и режим «мобильного
ретранслятора» позволяют легко создавать
автономные «сети» на базе радиостанций
TETRA, например, при проведении чрезвычайных
мероприятий или в местах, удаленных от
зоны действия базовой станции. Причем
для этого не нужно дополнительное
оборудование – все функции заложены в
систему TETRA стандартно.
Интеграция с другими сетями и особенности системы TETRA:
Время установления соединения 300 мс. Симплексный и дуплексный режимы работы. Применение дуплекса с временным разделением, позволило исключить из радиостанции дуплексный фильтр (самое «слабое» звено дуплексных радиостанций, с трудом поддающееся миниатюризации). В результате уменьшились габариты носимых радиостанций. Протокол гарантирует устойчивую радиосвязь при движении со скоростью до 200 км/час. Предустановленные статусные сообщения (более 32 000 значений). Изменяемые пользователем сообщения длиной до 2047 бит. Независимость от частотного диапазона. Уровни выходной радиочастотной мощности радиостанций TETRA определены стандартом и могут быть 25, 10, 3 или 1 Вт. Радиостанции позволяют автоматически регулировать выходную мощность в зависимости от уровня сигнала (удаления) базовой станции.
Основные функции системы Tetra:
Индивидуальный вызов (радиостанция – радиостанция). Многоуровневые приоритеты. Дуплексный, полудуплексный вызовы. Телефонный вызов (радиостанция – внешние телефонные сети). Групповые соединения (радиостанция – группа радиостанций): — групповые вызовы (абонент — группа абонентов); — широковещательные вызовы (абонент — все абоненты); — сканирование групп; — динамическое перегруппирование (объединение абонентов в группы без программирования абонентских терминалов); — управление зоной вызова (инициирование группового вызова только в определенных зонах); — позднее подключение (позволяет абоненту подключиться к уже действующей группе). Экстренные вызовы (вызовы с максимальным приоритетом) Режим прямой связи (DMO) дистанционное прослушивание (позволяет диспетчеру прослушивать групповые и индивидуальные вызовы в системе) избирательное прослушивание (позволяет диспетчеру незаметно для абонента прослушивать окружающую абонента обстановку) вызов по сокращенному номеру вызов с ожиданием вызов с удержанием установление соединения при освобождении вызываемого абонента установление соединения по мере получения ответа абонента приоритет доступа с отключением абонентов с меньшим приоритетом приоритет доступа при исходящих вызовах приоритет доступа при входящих вызовах идентификация номера вызывающего абонента запрет на идентификацию номера вызываемому абоненту запрет на идентификацию номера вызывающему абоненту уведомление занятого абонента о поступившем вызове безусловная переадресация вызова переадресация вызова при занятости вызываемого абонента переадресация вызова при отсутствии ответа вызываемого абонента в течение заданного времени переадресация вызова при недоступности вызываемого абонента ограничение исходящих вызовов ограничение входящих вызовов
Основным недостатком стандарта TETRA является меньшие по сравнению с системами других стандартов радиусы зон обслуживания базовых станций, что связано с использованием временного разделения каналов связи и меньшей мощностьюабонентских радиостанций.
Европейский аэрокосмический и оборонный концерн (сокращённо EADS — англ. European Aeronautic Defence and Space Company)
EADS TETRA — лучший выбор при построении широкомасштабных систем связи повышенного уровня надежности как, для служебного, так и для коммерческого использования. При разработке системы компания EADS использовала свой многолетний опыт в построении сетей GSM, MPT1327, сетей фиксированной связи. В основе оборудования TETRA лежит высокотехнологичная отказоустойчивая платформа DX200, широко используемая в коммутируемых телефонных сетях во всем мире.
EADS предлагает полный спектр оборудования TETRA - цифровые коммутаторы, базовые станции, диспетчерские станции, системы управления сетью и абонентские терминалы. Сеть TETRA может использоваться как для высококачественной и оперативной голосовой связи, включая индивидуальные и групповые вызовы, так и для передачи данных в разном формате. Предусматривается возможность подключения к радиостанциям таких устройств, как компьютер, принтер, сканер, видеокамера, для использования в различных приложениях. Сама система имеет выходы в телефонные сети общего пользования, системы тарификации, интернет, другие системы подвижной связи. Это обеспечивает высокий уровень интеграции услуг в сетях EADS TETRA.
Система EADS TETRA поддерживает процедуру установления подлинности терминалов системы (идентификацию).
Установление подлинности
Процедура установления подлинности радио пользователей – функция, позволяющая инфраструктуре контролировать работу радиопользователей в системе. Установление подлинности производится при регистрации абонента и зависит от политики безопасности оператора.
Система EADS TETRA предоставляет оператору инструменты обеспечения установления подлинности ключей.
Идентификация базируется на симметричном алгоритме шифрования ключей. Система запрашивает ключ, который известен обоим сторонам, принимающим участие в связи, но является секретным. Основные элементы установления подлинности мобильного абонента таковы:
Ключ установления подлинности К;
Алгоритм установления подлинности ТА.
Процедура установления подлинности
Упрощенное описание процесса установления подлинности указано ниже:
Во время регистрации радиопользователь посылает системе сигнал своего местоположения;
Система требует подтверждения подлинности радиопользователя, посылая указание рассчитать некоторую последовательность на базе ключа подлинности К, алгоритма установления подлинности ТА и случайных чисел;
Радиопользователь отвечает и посылает системе результаты, основанные на информации, данной системой и ключа установления подлинности К, который был заранее запрограммирован внутри радиоблока;
Система проверяет результаты, посланные абонентом и, если они верны, пользователь получает доступ в систему.
Связь в прямом режиме
Во время работы в прямом режиме – Direct Mode Operation (DMO), радиопользователи могут связываться напрямую, по радиочастотам, которые не контролируются ни сетью, ни базовыми станциями, ни коммутаторами. Покрытие территории в этом случае значительно меньше, чем когда связь производится через базовую станцию. Режим DMO возможен, если радиоблок поддерживает данную функцию.
Прямой режим связи используется во множестве случаев. Например, когда радиопользователь работает за пределами территории, контролируемой базовой станцией, например, в туннелях.